JP2004514582A - 電子制御可能なブレーキ操作装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、無圧の圧力媒体貯蔵容器（４）と、電子制御ユニット（３１）によって制御可能でありかつ車両の車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）に圧力を加えることができる圧力源（２０）と、運転者減速要求を検出するための装置（２，３２，Ｓ_１ ）と、故障状態を検出するための手段と、車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）の手前に接続配置された弁装置（８，１０，１１，１６，１７，１８，１９，２６，２７）とを備え、車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）が圧力源（２０）または圧力媒体貯蔵容器（４）に選択的に接続可能である、自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置を運転するための方法に関する。故障検出後のブレーキ操作装置の運転を簡単化するために、異なる車軸の車輪ブレーキ（６，１３；７，１４または６，１４；７，１３）を対にしてまとめて操作する、予め固定設定された第１のフォールバックモードが提案される。

Description

【０００１】
本発明は、無圧の圧力媒体貯蔵容器と、電子制御ユニットによって制御可能でありかつ車両の車輪ブレーキに圧力を加えることができる少なくとも１個の圧力源と、運転者減速要求を検出するための装置と、故障状態を検出するための手段と、車輪ブレーキの手前に接続配置された弁装置とを備え、この弁装置が車輪ブレーキを圧力源または圧力媒体貯蔵容器に選択的に接続し、電気油圧式の普通の操作モードと故障状態のための油圧式フォールバックモードが設けられている、自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置を運転するための方法に関する。
【０００２】
電子制御可能なブレーキ操作装置は例えばＳＡＥ（アメリカ自動車技術会）ペーパ　９６０９９１の論文“電気油圧式ブレーキ装置−ブレーキバイワイヤ技術への最初のアプローチ（Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ − Ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｂｒａｋｅ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ”によって知られている。電気油圧式ブレーキ操作装置（ＥＨＢ）の場合車両の運転者がブレーキ力発生部から切り離され、ブレーキ要求実行がいわば“バイワイヤ”で行われるので、シミュレータを備えた目標値発生器が使用される。この目標値発生器は慣用のブレーキ装置の反作用に類似する操作によってペダル感覚を再現する。目標値発生器は更に、マスターシリンダを備えている。このマスターシリンダは、電子機器の故障時に、車輪ブレーキの直接的な操作によって油圧的な緊急時ブレーキ運転を可能にする（いわゆる油圧的なフォールバックモード）。バイワイヤモードで操作要求が例えばブレーキペダルの操作ストロークの感知によって検出されるや否や、分離弁が閉鎖され、それによって車輪ブレーキの方へのマスターシリンダの直接的な油圧接続が遮断される。ブレーキ圧力上昇は電気油圧的な方法で開始され一方、車両運転者は、操作運動に一致するシミュレータへの容積移動によって反作用力を受ける。
【０００３】
故障感知による装置の不必要な停止を避けるために、上記の文献では、個々に等級化されたフォールバックモードを有する故障診断が提案されている。そのために、いろいろな故障原因が特定される。所定の車輪ブレーキのみの電気油圧的な操作を妨げる所定の故障状態が検出され、突きとめられると、マスターシリンダから当該の車輪ブレーキへの直接的な油圧ブレーキ接続が行われる。この場合、残りの車輪ブレーキは更に電気油圧的なブースト圧力で操作される（いわゆる３−車輪−ＥＨＢ）。例えば電源の故障のような重大な故障の場合にのみ、ＥＨＢ機能の完全な停止が検討される。油圧操作部分と電気油圧操作部分を備えたハイブリッド装置は、いろいろな理由から受入れられない。
【０００４】
個々に適合したいろいろな緊急時ブレーキ運転状態によって電気油圧式ブレーキ装置を制御するための方法は、独国特許出願公開第１９８０７３６６号明細書によって明らかである。所定の故障を検出および特定した後で、装置の一部が停止される。この停止はその都度検出された故障状態に個別的に適合される。所定の車輪のＥＨＢ機能が妨害されると、３−車輪−ＥＨＢ−運転が行われる。この場合、故障した車輪だけが筋力運転で（手動で）制動させられる。このようにして制動された車両の横滑り傾向に対処するために、付加的なヨートルク制限が提案されている。故障や装置状態に応じて、ブレーキ操作装置は異なるフォールバックモードに移行し、装置機能性の連続した適合を生じる。
【０００５】
故障検出と故障特定並びにその都度の故障へのフォールバックモードの個々の適合は複雑である。故障特定のための計算を、言わばリアルタイムで、すなわちきわめて迅速にかつ実施されている制御プロセスと平行に行われなければならないので、公知の方法は、コストのかかるハードウェアと共にかなりの計算能力を必要とする。
【０００６】
本発明の課題は、妥当なハードウェアコストによって実現可能である、電子制御可能なブレーキ操作装置を運転するための簡単で迅速に実施可能な方法を提供することである。
【０００７】
この課題は本発明に従い、運転者減速要求の検出時および故障状態の検出時に、異なる車軸の車輪ブレーキを対にしてまとめて操作する、予め固定設定された第１のフォールバックモードが設けられていることによって解決される。本発明は、予め固定設定されたフォールバックモードが設けられているので、データ処理のために必要なハードウェアコストが低減されるという効果を奏する。故障の特定または個別的に適合したフォールバックモードは行われない。単位時間あたりに処理すべきデータ量が低減される。
【０００８】
本発明の有利な実施形では、第１の対の車輪ブレーキが電気油圧的に操作され、第１のフォールバックモードでマスターシリンダと車輪ブレーキを直接接続し、かつ１本の車軸の車輪ブレーキを油圧的に分離することにより、第２の対の車輪ブレーキが専ら油圧的に操作される。このハイブリッド操作方法は、完全な装置切離し（４輪すべての油圧的なフォールバックモード）と比べて、車両の減速度状態を改善する。なぜなら、電気油圧式操作モードがサーボ補助のほかに、例えば侵入したガスの良好な補償を可能にする。少なくとも２つの車輪ブレーキが純油圧操作から分離されているので、マスターシリンダ内の圧力媒体は故障状態で純油圧操作の他の両車輪ブレーキ内の圧力上昇のために供され、増大したブレーキ力を発生するために使用される。２個の車輪ブレーキの油圧操作によってペダル挙動が操作力増大方向に変化するので、車両の運転者はブレーキ装置の修理のための動機づけを受ける。この動機づけは３−車輪−ＥＨＢの場合与えられない。
【０００９】
まとめられた対の車輪ブレーキは、車両走行方向においてそれぞれ斜めに向き合うように配置可能である。それによって、車両の垂直軸線回りのトルクは、ヨートルク制御を必要とせずに、自動的に補償される。横滑り傾向を生じないように作用する。
【００１０】
本発明の有利な実施形の場合、前車軸の右側の車輪ブレーキが後車軸の左側の車輪ブレーキとまとめて電気油圧的に操作され、前車軸の左側の車輪ブレーキが後車軸の右側の車輪ブレーキとまとめて油圧的に操作可能である。同様にその逆の操作も考えられる。
【００１１】
すべての車輪ブレーキを専ら油圧的に操作する第２のフォールバックモードが設けられ、油圧操作のための車輪ブレーキが車軸毎にまとめられ、マスターシリンダと車輪ブレーキが直接接続され、１本の車軸の車輪ブレーキの間で油圧的な圧力補償が行われると有利である。第２のフォールバックモードは、例えば電源網の完全な破壊時に、第１のフォールバックモードが充分でないときに常に生じる。
【００１２】
１本の軸の車輪ブレーキの間の圧力補償のために圧力補償弁が設けられ、この圧力補償弁が第２のフォールバックモードで電流を通じていないときに開放位置に達するように制御されると、観点な構造と簡単な制御が達成される。従って、電源網の破壊時に、圧力補償弁は第２の油圧的なフォールバックモードの状態に言わば自動的に入る。
【００１３】
添付の概略図を参照した、実施の形態の次の記載に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
電子制御可能なブレーキ操作装置は、操作ペダル１によって操作可能な二系統マスターブレーキシリンダまたはタンデムマスターシリンダ２を備えている。このマスターシリンダはシミュレータ３と協働し、互いに分離された２つの圧力室を備えている。この圧力室は無圧の圧力媒体貯蔵容器４に接続されている。第１の圧力室には、遮断可能な第１の油圧管路５によって、例えば前車軸に付設された車輪ブレーキ６，７が接続されている。この場合、第１の油圧管路には圧力センサＳ_１ が挿置されている。図から判るように、前車軸の車輪ブレーキと後車軸の車輪ブレーキは、図示した第２のフォールバックモードでそれぞれ別個のブレーキ回路でまとめて（結合して）操作可能である。電気油圧式の通常のブレーキングの場合、管路５の遮断は第１の分離弁８によって行われ、車輪ブレーキ６，７の間に接続配置された管路部分９には、電磁的に操作可能で特に電流を通じていないときに開放する（ＳＯ）圧力補償弁（圧力平衡弁）１０が挿置されている。この圧力補償弁は閉鎖状態で車輪毎のブレーキ圧力調整を可能にする。
【００１５】
マスターブレーキシリンダ２の第２の圧力室は、第２の分離弁１１によって遮断可能な第２の油圧管路１２を介して、後車軸に付設された対の車輪ブレーキ１３，１４に接続可能である。車輪ブレーキ１３，１４の間に接続配置された管路部分１５には更に、電磁操作可能で特に電流を通じていないときに開放する（ＳＯ）圧力補償弁１６が挿置されている。後車軸ブレーキ回路の回路構造および機能は、前述の前車軸のブレーキ回路の回路構造および機能と同じである。
【００１６】
図１から明らかなように、圧力源２０としての働きをする、高圧アキュムレータ２１を備えたモータ−ポンプ−装置が設けられている。このモータ−ポンプ−装置自体は電動機２２によって駆動されるポンプ２３と、このポンプに並列に接続された圧力制限弁２４とからなっている。ポンプは並列に接続された、好ましくは複数の搬送装置を備えている。ポンプ２３の吸込み側は逆止弁を介して、前述の圧力媒体貯蔵容器４に接続されている。ポンプ２３によって加えられる油圧は、圧力センサＳ_２ によって監視することができる。
【００１７】
第３の油圧管路２５は高圧アキュムレータ２１と、電磁的にアナログ制御可能で通電しないときに閉じる２個の電磁式２／２方向制御弁１７，１８の入口ポートとを接続する。この方向制御弁は入口弁として車輪ブレーキ６，７の手前に接続配置されている。更に、車輪ブレーキ６，７は、電磁的にアナログ制御可能で通電しないときに閉じる電磁式２／２方向制御弁または出口弁２６，２７を介して、第４の油圧管路２８に接続されている。この油圧管路は他方では、無圧の圧力媒体貯蔵容器４に接続されている。車輪ブレーキ６，７内の油圧は各々１個の圧力センサ２９，３０によって検出される。後車軸の車輪ブレーキ１３，１４のために同様に４個の方向制御弁１９，３５；３６，３７が入口弁または出口弁として設けられている。これは詳しく説明する必要がない。
【００１８】
電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１は、モータ−ポンプ−装置２０と電磁弁８，１０，１１，１６，１７，１８，１９，２６，２７，３５，３６，３７を一緒に制御する働きをする。電子制御ユニットには、操作ペダル１と協働する操作ストロークセンサ３２と前述の圧力センサＳ_１ の出力信号が入力信号として供給され、それによってこの電子制御ユニットは運転者減速要求を検出することができる。しかし、運転者減速要求を検出するために、他の手段、例えば操作ペダル１の操作力を感知する力センサを使用することができる。電子制御ユニット３１には他の入力値として、圧力センサ２９，３０の出力信号と、概略的に示した車輪センサ３３，３４の出力信号が供給される。これらの情報に基づいて、ＥＣＵ内で、ブレーキ操作装置の故障状態を検出することができる。故障状態とそれを検出する方法は、多種多様のものが知られている。ここで、独国特許出願公開第１００６０２２５号明細書を例示的に引き合いに出す。
【００１９】
図１では、電磁操作可能なすべての弁が第２のフォールバックモードの、電流を通じていない状態にある。分離弁８，１１が電流を通じないで開放しているときに、マスターシリンダは管路５，１２を介して車輪ブレーキ６，７，１３，１４に油圧的に接続され、１本の車軸の車輪ブレーキはそれぞれ対をなして、電流を通じないときに開放する圧力補償弁１０，１６によって油圧的にバイパスされる。すべての他の弁１７，１８，１９，２６，２７，３５，３６，３７は電流を通じないで閉じた状態が示してある。それぞれ車軸毎にまとめられた車輪ブレーキを備えた回路分割は基本的には、ブレーキ回路のフロント−リヤ−分割（黒／白分割）と呼ばれる。このモードは、重大な故障がＥＨＢ運転全体を不可能にするときに採用される。
【００２０】
図２では、運転者減速要求の検出時およびあまり重要でない故障の検出時に、ロジック的に第２のフォールバックモードの前に配置され予め固定設定された第１のフォールバックモードが設けられている。この第１のフォールバックモードは、正確な故障位置確認（故障特定）を必要とせずに、異なる車軸の車輪ブレーキ６，７，１３，１４を対をなしてまとめて操作することができる。車輪ブレーキ６，７，１３，１４の操作は、一方の対の車輪ブレーキ７，１４を依然として電気油圧的に操作し、他方の対の車輪ブレーキ６，１３を油圧的に直接操作することにより、対をなしてしかも異なる方法で行われる。これは、分離弁８，１１を開放状態に制御し、圧力補償弁１０，１６を閉鎖状態に制御することによって行われる。換言すると、１本の車軸の車輪ブレーキ６，７；１３，１４は油圧的に互いに分離される。それによって、走行方向に見て互いに斜めに配置された車輪ブレーキ６，１３（左前の車輪ブレーキと右後の車輪ブレーキ）が油圧で直接操作可能である。他の対の車輪ブレーキ７，１４（右前の車輪ブレーキと左後の車輪ブレーキ）の制御操作は、２／２方向制御弁１８，１９，２７，３７を制御開閉し、かつ高圧アキュムレータ２１またはポンプ２３によって圧力を加えることにより、電気油圧的に行われる。
【００２１】
第１のフォールバックモードでは、純粋な油圧式手段を使用し、同時に電気油圧式手段を使用することによって、ハイブリッドブレーキ操作が行われる。この手段が車輪ブレーキの数にわたって均一に分配されるので、ブレーキ操作装置を運転するためのコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第２のフォールバックモード（すべての弁装置の、電流を通じていない切換え位置）のブレーキ操作装置を示す図である。
【図２】
図１のブレーキ操作装置の第１のフォールバックモードを示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　ブレーキペダル
２　　　　　　　　　　　タンデムマスターシリンダ
３　　　　　　　　　　　シミュレータ
４　　　　　　　　　　　圧力媒体貯蔵容器
５　　　　　　　　　　　管路
６　　　　　　　　　　　車輪ブレーキ
７　　　　　　　　　　　車輪ブレーキ
８　　　　　　　　　　　分離弁
９　　　　　　　　　　　管路部分
１０　　　　　　　　　　圧力補償弁
１１　　　　　　　　　　分離弁
１２　　　　　　　　　　管路
１３　　　　　　　　　　車輪ブレーキ
１４　　　　　　　　　　車輪ブレーキ
１５　　　　　　　　　　管路部分
１６　　　　　　　　　　圧力補償弁
１７　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
１８　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
１９　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
２０　　　　　　　　　　圧力源
２１　　　　　　　　　　高圧アキュムレータ
２２　　　　　　　　　　電動機
２３　　　　　　　　　　ポンプ
２４　　　　　　　　　　圧力制限弁
２５　　　　　　　　　　管路
２６　　　　　　　　　　出口弁
２７　　　　　　　　　　出口弁
２８　　　　　　　　　　管路
２９　　　　　　　　　　圧力センサ
３０　　　　　　　　　　圧力センサ
３１　　　　　　　　　　制御ユニット
３２　　　　　　　　　　操作ストロークセンサ
３３　　　　　　　　　　車輪センサ
３４　　　　　　　　　　車輪センサ
３５　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
３６　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
３７　　　　　　　　　　２／２方向制御弁
Ｓ_１ 　　　　　　　　　　圧力センサ
Ｓ_２ 　　　　　　　　　　圧力センサ

Claims (6)

1. 無圧の圧力媒体貯蔵容器（４）と、電子制御ユニット（３１）によって制御可能でありかつ車両の車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）に圧力を加えることができる少なくとも１個の圧力源（２０）と、運転者減速要求を検出するための装置（２，３２，Ｓ_１ ）と、故障状態を検出するための手段と、車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）の手前に接続配置された弁装置（８，１０，１１，１６，１７，１８，１９，２６，２７，３５，３６，３７）とを備え、この弁装置が車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）を圧力源（２０）または圧力媒体貯蔵容器（４）に選択的に接続し、電気油圧式の普通の操作モードと故障状態のための油圧式フォールバックモードが設けられている、自動車用の電子制御可能なブレーキ操作装置を運転するための方法において、運転者減速要求の検出時および故障状態の検出時に、異なる車軸の車輪ブレーキ（６，１３；７，１４または６，１４；７，１３）を対にしてまとめて操作する、予め固定設定された第１のフォールバックモードが設けられていることを特徴とする方法。
2. 第１の対の車輪ブレーキ（７，１４または７，１３）が電気油圧的に操作されることと、第１のフォールバックモードでマスターシリンダ（２）と車輪ブレーキ（７，１４または７，１３）を直接接続し、かつ１本の車軸の車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）を油圧的に分離することにより、第２の対の車輪ブレーキ（６，１３または６，１４）が専ら油圧的に操作されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 対の車輪ブレーキ（６，１３；７，１４または６，１４；７，１３）が、車両走行方向においてそれぞれ斜めに向き合うように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前車軸の右側の車輪ブレーキ（７）が後車軸の左側の車輪ブレーキ（１４）とまとめて電気油圧的に操作されることと、前車軸の左側の車輪ブレーキ（６）が後車軸の右側の車輪ブレーキ（１３）とまとめて油圧的に操作され、あるいはその逆に操作されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. すべての車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）を専ら油圧的に操作する第２のフォールバックモードが設けられ、油圧操作のための車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）が車軸毎にまとめられ、マスターシリンダ（２）と車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）が直接接続され、１本の車軸の車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）の間で油圧的な圧力補償が行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つまたは複数に記載の方法。
6. １本の軸の車輪ブレーキ（６，７；１３，１４）の間の圧力補償のために圧力補償弁（１０，１６）設けられ、この圧力補償弁が第２のフォールバックモードで電流を通じていないときに開放位置に達するように制御されることを特徴とする請求項５記載の方法。